Fisiologia - fenomeni elettrici che interessano la cellula

Fenomeni elettrici che interessano la cellula

In quasi tutte le cellule dell’organismo si generano potenziali elettrici a livello della membrana cellulare. Alcune cellule, come quelle nervose e muscolari, sono inoltre “eccitabili”, cioè sono capaci di generare impulsi elettrochimici a livello delle loro membrane e di utilizzarli per trasmettere segnali. In altri tipi di cellule, come le cellule ghiandolari, i macrofagi e le cellule ciliate, le variazioni del potenziale di membrana sono importanti per il controllo di molte funzioni cellulari.

Il potenziale di membrana

È dovuto a:

• Composizione ionica differente fra l’esterno e l’interno
• Membrana tra i due comparti selettivamente permeabile ai singoli ioni

Il metodo del “patch-clamp”

Registrazione del flusso di corrente ionica attraverso singoli canali. In alternativa, si pratica il blocco chimico:

• Tetrodotossina → blocca canali di Na⁺
• Tetraetilammonio → blocca canali di K⁺

Concentrazioni ioniche approssimative in cellule muscolari di mammiferi e nel liquido interstiziale (mM)

Quasi tutte le cellule posseggono un voltaggio (differenza di potenziale elettrico) attraverso la membrana plasmatica, che è negativo nella parte citosolica in paragone alla parte del versante extracellulare. I valori assoluti possono essere differenti, ma i valori tipici relativi alla differenza di potenziale tra le due parti per le cellule non eccitabili o eccitabili “a riposo” sono nell’intervallo tra –60 e –90 mV. Alcuni tipi cellulari hanno un valore più basso, come i globuli rossi.

Come nasce il potenziale di membrana?

Cellula:

• All’interno accumulo di cariche dovute alla permanenza di A^-
• All’esterno accumulo di cariche dovute all’uscita di K⁺ per gradiente di concentrazione

Si crea così un gradiente elettrico (interno -, esterno +) che si oppone all’uscita di K⁺. Esiste un potenziale di equilibrio per il quale il gradiente elettrico fa equilibrio al gradiente chimico. In quel momento, il flusso di K⁺ che esce dalle cellule uguaglia quello che vi entra. Il suo valore si ricava dalla...